La sensibilisation comportementale aux effets stimulants moteurs de l’alcool jouerait un rôle important dans l’escalade de la consommation et la rechute après abstinence. Cependant son implication dans le développement de l’addiction et notamment dans la perte de contrôle de la consommation et dans la prise compulsive n’a pas encore été clairement démontrée. C’est pourquoi l’objectif principal de cette thèse est d’étudier chez la souris le rôle de la sensibilisation selon différentes modalités d’auto-administration d’alcool. Nous avons tout d’abord démontré qu’il existe un phénotype vulnérable, certains individus développent une sensibilisation avec les injections répétées d’alcool alors que d’autres sont résistants. Dans une situation de libre choix classique, ce sont les souris résistantes qui augmentent le plus leur consommation mais cette augmentation est plus sensible à l’ajout d’agent aversif. Dans une procédure d’auto-administration opérante, ce sont les souris vulnérables qui sont les plus motivées à consommer l’alcool avec une acquisition plus rapide de la tâche. Les conclusions de ce travail sont majeures car c’est à notre connaissance la première démonstration de l’influence du phénomène de sensibilisation dans la vulnérabilité à consommer l’alcool associée à une plus forte motivation / Behavioral sensitization to alcohol’s locomotor activating effects plays an important role in escalation of alcohol consumption and vulnerability to relapse after a period of abstinence. However, its involvement in the development of addiction and the compulsive use and loss of control over drug-taking behavior has not been clearly demonstrated. For this reason, the principal objective of this thesis is to study the role of behavioral sensitization in different animal models of alcohol self-administration. Firstly, we have shown that there exists a vulnerable phenotype that emerges after repeated alcohol injections in some mice (sensitized) but not in others (resistant). Secondly, when using a two-bottle-choice drinking protocol, we found that resistant mice not only drink more alcohol than sensitized mice, but also that their motivation for alcohol is modified by alcohol taste adulteration, showing the lack of a compulsive alcohol drinking pattern. Finally, when using an operant self-administration procedure,we found that besides exhibiting a faster acquisition in learning the operant task, sensitized mice also have an increased motivation to work for alcohol. Our findings are of considerable importance, since we are the first ones to demonstrate the impact of alcohol behavioral sensitization in the motivation to self-administer alcohol

Le modèle de sensibilisation comportementale permet d'étudier les changements neuronaux induits par les drogues. Chez les rongeurs, l'activité locomotrice augmente au fur et à mesure des injections et se maintient à long terme. En parallèle à cette sensibilisation, on observe une sensibilisation neurochimique des transmissions noradrénergique (NA) et sérotoninergique (5-HT) jusqu'à un mois après la dernière injection. Cette sensibilisation neurochimique, qui se traduit par des libérations de NA et de 5-HT potentialisées mesurées au niveau du cortex préfrontal, est commune à toutes les drogues et fortement corrélée à la sensibilisation comportementale. Le but de ce travail était d'identifier les mécanismes qui maintiennent à long terme cette hyper-réactivité. Nous avons tout d'abord montré que la réponse locomotrice potentialisée à l'amphétamine se maintient durant le premier mois de sevrage, et décroit de 60% entre 2 et 4 mois. Toutefois les souris restent plus vulnérables à la drogue et ce, même après de longs sevrages. Nous avons également démontré que l'hyper-réactivité des systèmes se maintient à long terme notamment grâce à une désensibilisation fonctionnelle persistante des récepteurs ?2A- adrénergiques et 5-HT1A, responsables du rétrocontrôle inhibiteur des transmissions NA et 5-HT. On observe une diminution de l'expression des protéines G?i couplées à ces récepteurs, dans le locus coeruleus et dans le raphé dorsal, respectivement. La même altération des rétrocontrôles ayant été mesurée chez les animaux sensibilisés au MDMA, les résultats suggèrent que les récepteurs ?2A-adrénergiques et 5-HT1A pourraient être des cibles indirectes des psychostimulants. / The behavioral sensitization model allows the study of the neuronal changes induced by drugs of abuse. In rodents, the locomotor activity increases progressively with the injections of drug, and stays long-lastingly potentiated. Concurrent with this sensitization, a neurochemical sensitization of noradrenergic and serotonergic transmissions is developed until one month after the last injection. This sensitization, quantified through potentiated noradrenergic and serotonergic releases in the prefrontal cortex, was shown to be common to almost all drugs of abuse and highly correlated to behavioral sensitization. The aim of this study was to identify the mechanisms sustaining this hyper-reactivity. We first showed that the potentiated response persists after the first month of withdrawal, and decreases to 40% of the response after 2 to 4 months of withdrawal. However, all mice remain more vulnerable to the drug, even after long (4 months) withdrawals. We also showed that the systems? hyper-reactivity is sustained in the long term by a functional and persistent desensitization of the ?2A-adrenergic and 5-HT1A receptors, responsible for the inhibitory feed-back of noradrenergic and serotonergic transmissions. We observed a decreased expression of G?i proteins coupled receptors in the locus coeruleus and the dorsal raphe.The same feed-back dysfunctions were found in animals sensitized to MDMA, which suggests that ?2A-adrenergic and 5-HT1A receptors are indirect targets of psychostimulant drugs

Notre équipe étudie les modifications neurobiologiques induites par les drogues d'abus en s'appuyant sur le modèle de la sensibilisation comportementale. Celui-ci correspond à l'augmentation de l'activité locomotrice chez le rongeur à la suite d'injections répétées de la même dose de drogue. Nous avons montré que, pour toutes les classes de drogues, ce phénomène s'accompagne d'une sensibilisation des systèmes sérotoninergique et noradrénergique. Au cours de ma thèse, j'ai approfondi, dans un premier temps, les mécanismes par lesquels l'éthanol sensibilise le système noradrénergique. Nos études ont montré que le système opioïde est indispensable au développement de cette sensibilisation. En effet, le blocage des récepteurs µ-opioïdes par le naltrexone, avant les injections d'éthanol, empêche le développement de la sensibilisation comportementale. De plus, chez les souris n'exprimant plus ces récepteurs, les injections répétées d'éthanol n'induisent plus de sensibilisation comportementale ni de sensibilisation du système noradrénergique. Dans une deuxième partie, nous avons cherché à comprendre comment la sensibilisation noradrénergique et sérotoninergique induite par l'amphétamine peut se maintenir plusieurs mois. L'utilisation de techniques d'électrophysiologie et de micro-dialyse in-vivo nous ont permis de montrer que les rétro-contrôles inhibiteurs noradrénergique et sérotoninergique, respectivement composés des auto-récepteurs α2A-adrénergiques et 5-HT1A, sont altérés chez les souris et les rats sensibilisés à l'amphétamine après un mois de sevrage. Cette désensibilisation est corrélée à une diminution de l'expression des protéines Gαi auxquelles ils sont couplés.

Le modèle de sensibilisation comportementale permet d'étudier les changements neuronaux induits par les drogues. Chez les rongeurs, l'activité locomotrice augmente au fur et à mesure des injections et se maintient à long terme. En parallèle à cette sensibilisation, on observe une sensibilisation neurochimique des transmissions noradrénergique (NA) et sérotoninergique (5-HT) jusqu'à un mois après la dernière injection. Cette sensibilisation neurochimique, qui se traduit par des libérations de NA et de 5-HT potentialisées mesurées au niveau du cortex préfrontal, est commune à toutes les drogues et fortement corrélée à la sensibilisation comportementale. Le but de ce travail était d'identifier les mécanismes qui maintiennent à long terme cette hyper-réactivité. Nous avons tout d'abord montré que la réponse locomotrice potentialisée à l'amphétamine se maintient durant le premier mois de sevrage, et décroit de 60% entre 2 et 4 mois. Toutefois les souris restent plus vulnérables à la drogue et ce, même après de longs sevrages. Nous avons également démontré que l'hyper-réactivité des systèmes se maintient à long terme notamment grâce à une désensibilisation fonctionnelle persistante des récepteurs ?2A- adrénergiques et 5-HT1A, responsables du rétrocontrôle inhibiteur des transmissions NA et 5-HT. On observe une diminution de l'expression des protéines G?i couplées à ces récepteurs, dans le locus coeruleus et dans le raphé dorsal, respectivement. La même altération des rétrocontrôles ayant été mesurée chez les animaux sensibilisés au MDMA, les résultats suggèrent que les récepteurs ?2A-adrénergiques et 5-HT1A pourraient être des cibles indirectes des psychostimulants.

Cette thèse propose que l'état de stress post-traumatique (ESPT) et l'addiction impliquent un dysfonctionnement de la réactivation mnésique qui serait responsable des reviviscences intenses qui les caractérisent. Ce dysfonctionnement pourrait reposer sur un découplage des systèmes monoaminergiques, déjà mis en évidence après des expositions répétées aux drogues, qui se traduit par une sensibilisation comportementale et neurochimique, dépendantes du système noradrénergique. Nos données montrent que 1) le modèle animal de l'ESPT adopté (le SPS), reproduit des symptômes de l'ESPT dont une réactivité aux indices de rappel , 2) le SPS induit une sensibilisation locomotrice, dépendante du système noradrénergique et modulée par la recherche de nouveauté, 3) des injections répétées d'amphétamine reproduisent des symptômes de l'ESPT et induisent une sensibilisation modulée par la réaction à la nouveauté , 4) une sensibilisation locomotrice peut se manifester par l'exposition à des indices associés à la prise de drogue et, 5) un traitement combinant un état positif à une réactivation de la mémoire traumatique réduit les symptômes de l'ESPT, suggérant qu'un remodelage émotionnel pourrait constituer une nouvelle approche thérapeutique. Ce premier corpus de résultats supporte notre hypothèse de bases physiologiques communes entre ESPT et addiction. / The present thesis proposes that posttraumatic stress disorder (PTSD) and addiction both involve dysfunctions of memory reactivation, which might be responsible for the frequent and intense revivals that characterized them. This dysfunction could be based upon the uncoupling of monoaminergic systems, already demonstrated after repeated drugs exposures, resulting in noradrenergic dependent behavioral and neurochemical sensitizations. Our data show that 1) the selected PTSD animal model (SPS) reproduces PTSD symptoms, including a reactivity to reminder cues, 2) SPS induced a noradrenergic dependent locomotor sensitization, modulated by the novelty seeking 3) repeated injections of drugs mimic several PTSD symptoms and induce a behavioral sensitization modulated by novelty seeking, 4) locomotor sensitization can also be induced by exposure to drug associated cues and 5) a treatment combining both a positive state and a traumatic memory reactivation reduces PTSD symptoms, suggesting an emotional remodeling, which could be considered as a new therapeutic approach. This first corpus of results supports our hypothesis of common physiological basis between PTSD and addiction.

Une influence des conditions de vie sur le phénomène de dépendance a été observée chez l'Homme et modélisée chez l'animal. Ainsi chez les rongeurs, l'exposition à un environnement enrichi (EE) réduit le risque d'addiction, alors qu'un stress l'augmente. Les mécanismes responsables de ces influences environnementales sur la dépendance ont été l'objet de mes recherches. D'une part, nous avons montré que des injections chroniques de cocaïne augmentent l'expression du facteur de transcription ΔFosB dans les cellules striatales exprimant le récepteur dopaminergique D1R (D1R+), alors que l'EE seul l'augmente spécifiquement dans les cellules D1R(-). De façon intéressante, ces effets sont abolis lorsque la cocaïne est administrée à des souris exposées à l'EE. Ces résultats suggèrent que la prévention de la sensibilisation comportementale par l'EE corrèle avec une accumulation modifiée de ΔFosB. D'autre part, le laboratoire avait montré que le passage d'un EE à un environnement standard augmentait la vulnérabilité à la cocaïne. Toujours dans le but de découvrir les mécanismes impliqués, nous nous sommes intéressés au système endocannabinoïde (ECS), un régulateur du stress et aux processus épigénétiques. Nous avons observé que ce switch environnemental modulait l'expression de différents acteurs de l'ECS, en particulier le récepteur CB1 dans l'amygdale, et aussi celle de la protéine régulatrice de la transcription MeCP2 (Methyl CpG-binding-Protein-2) dans le noyau accumbens. Dans son ensemble, ce travail a permis d'identifier des mécanismes moléculaires, régulés par différentes manipulations environnementales, et pouvant participer à la vulnérabilité aux drogues d'abus. / Influences of life conditions on the phenomenon of addiction has been observed in Human and modeled in animals. Indeed, in rodents, exposure to enriched environment (EE) reduces the risk of addiction, whereas stress increases it. The mechanisms responsible for these environmental influences on addiction have been the object of my thesis. On one hand, we have shown that chronic injections of cocaine increase the expression of the transcription factor ΔFosB in striatal cells expressing the dopaminergic receptor D1 (D1R(+) cells) whereas EE by itself increases it specifically in D1R(-) cells. Interestingly, these effects were abolished when cocaine is administrated to mice exposed to EE. These results suggest that the prevention of the behavioral sensitization induced by EE correlates with a modified accumulation of ΔFosB. On the other hand, our laboratory has shown that switching mice from EE to a standard environment increases the vulnerability to cocaine. In order to uncover the mechanisms underlying this potentiation, we studied the endocannabinoid system, involved in stress regulation and in epigenetic processes. We have observed that the environmental switch modulates the expression of different actors of the endocannabinoid system, especially the CB1 receptor in the amygdala, and of MeCP2 (Methyl CpG-binding-Protein-2), a protein involved in the control of transcription in the nucleus accumbens. Altogether, this work allowed us to highlight molecular mechanisms that are regulated by environmental manipulations and that could participate to the individual vulnerability to drugs of abuse.

Bien que la neurotransmission glutamatergique joue un rôle pivot dans le développement et l’expression de la sensibilisation comportementale aux amphétamines, le rôle spécifique de certaines structures glutamatergiques qui projettent sur l’aire tegmentale ventrale et/ou le noyau accumbens n’est pas encore bien caractérisé. Nous montrons que l’hippocampe dorsal, la partie prélimbique du cortex préfrontal et l’amygdale basolatérale joue un rôle prépondérant dans les réponses locomotrices induites par l’administration aiguë (développement de la sensibilisation) et chronique (expression de la sensibilisation) d’amphétamines, suggérant les réponses locomotrices aux amphétamines impliquent un ensemble de structures glutamatergiques corticolimbiques. Par la suite, nous nous sommes intéressés au rôle de la neurotransmission glutamatergique associée aux récepteurs NMDA dans le noyau accumbens, qui est considéré comme le noyau clé de l’expression de la sensibilisation, sur le développement à court terme de la sensibilisation aux amphétamines. De plus, nous montrons le développement de la sensibilisation à court terme aux amphétamines requiert l’activation concomitante de certains récepteurs NMDA au glutamate et nicotiniques à l’acétylcholine dans le noyau accumbens. De plus, l’activation concomitante de ces récepteurs sous tend également la libération de dopamine induite par les amphétamines dans le noyau accumbens. L’ensemble de ces données montre que la neurotransmission glutamatergique, et les structures glutamatergiques qui projettent sur l’aire tegmentale ventrale et/ou le noyau accumbens, joue un rôle majeur dans la sensibilisation comportementale à court terme aux amphétamines. / Although it is well admitted that the glutamatergic neurotransmission plays a pivotal role in the development and expression of behavioral sensitization to amphetamine, the specific role of glutamatergic structures that project to the ventral tegmental and/or the nucleus accumbens is less well studied. We showed that the dorsal hippocampus, the prelimbic part of the prefrontal cortex and the basolateral amygdala play a critical role in both acute (development of sensitization) and chronic (expression of sensitization) locomotor responses induced by amphetamine, suggesting that behavioral responses to amphetamine are mediated by circuitry of corticolimbic glutamatergic structures. Next, we investigated the role of glutamatergic NMDA receptors contained in the nucleus accumbens, which is seen as the key structure for the expression of sensitization, in the development of short term sensitization to amphetamine. Interestingly, we showed that, contrasting with the current dichotomous thinking that has attributed specialized functions to the ventral tegmental area and the nucleus accumbens, respectively in the development and the expression of behavioral sensitization, concomitant activation of certain types of NMDA and nicotinic receptors in the nucleus accumbens is also required for the development of short term sensitization. Furthermore, we showed that concomitant activation of these receptors sustained the amphetamine-induced dopamine release in the nucleus accumbens. All these data show that glutamatergic neurotransmission, and glutamatergic structures which project onto mésoaccumbens system, plays a major role in short-term behavioral sensitization to amphetamine.